¿Puede el radar cuántico detectar submarinos?
El radar cuántico es un sistema de sensores de largo alcance que utiliza el efecto cuántico de ondas electromagnéticas para detectar objetivos a largas distancias. En comparación con el radar tradicional, el radar cuántico emite una señal de pulso compuesta de una pequeña cantidad de fotones; la interacción entre los fotones de señal y el objetivo sigue las leyes de la electrodinámica cuántica, y el proceso de dispersión se describe mediante la teoría cuántica de campos. En el extremo receptor, se utiliza un detector de fotones para la recepción de ráfagas y se utiliza tecnología de medición y estimación del estado del sistema cuántico para obtener información del objetivo en el estado de fotón de la señal de eco.
Según los diferentes estados cuánticos emitidos por los transmisores de radar cuántico, se puede dividir en radar cuántico de fotón único y radar cuántico de fotón entrelazado. El sistema de radar cuántico de detección de fotón único emite estados cuánticos de luz no entrelazados y su modo de funcionamiento es similar al del radar clásico. El transmisor de radar cuántico emite fotones individuales hacia el objetivo, que son reflejados por el objetivo y luego detectados por el receptor de radar. La detección de fotón único es una solución de detección ideal. La ventaja es que casi no hay interferencia, pero la desventaja es que es difícil de implementar.
Los sistemas de radar de entrelazamiento cuántico se basan en estados cuánticos de fotones entrelazados y superpuestos para producir un par de fotones entrelazados, uno de los cuales se envía al objetivo y el otro permanece en el receptor del sistema de radar. Utilizando las características de correlación contenidas en el entrelazamiento, la detección del objetivo se logra comparando la coincidencia de los fotones de radiación reflejados del objetivo y los fotones internos del radar. A través del entrelazamiento cuántico, el radar cuántico puede mejorar las capacidades de detección de objetivos y maximizar las ventajas del radar cuántico. Por lo tanto, el radar de entrelazamiento cuántico ha recibido más atención y es una de las principales direcciones de desarrollo del futuro radar cuántico.
El lanzamiento de proyectos de investigación del gobierno de EE. UU. y la participación de grandes empresas industriales militares han llevado la investigación del radar cuántico a un nuevo nivel, demostrando que el radar cuántico tiene amplias perspectivas de aplicación en el campo de la defensa y la seguridad nacionales y es una necesidad para los Estados Unidos. Luchar por las armas de defensa.
En términos de investigación teórica, la investigación extranjera sobre radares cuánticos comenzó en las décadas de 1960 y 1970. A partir del estudio de las señales cuánticas, se llevaron a cabo investigaciones en metrología cuántica, sensores, imágenes, detección y otros campos, y finalmente se refinaron cuestiones específicas como la banda de trabajo del radar cuántico y la sección transversal de dispersión del radar cuántico. En 2007, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de los Estados Unidos (DARPA) lanzó el proyecto de detección cuántica y el proyecto lidar cuántico, y se formó formalmente el campo de investigación del radar cuántico.
En términos de solicitud de patentes e investigación de soluciones, las patentes extranjeras de radar cuántico aparecieron antes y el período de solicitud de patentes ha entrado en el siglo XXI. Según estadísticas incompletas, entre 2000 y 2008 hubo 16 patentes relacionadas con radares cuánticos en Estados Unidos. Varios equipos de investigación, incluido el MIT, han propuesto soluciones de radar cuántico, que incluyen principalmente un radar cuántico de interferencia, un lidar cuántico mejorado y un radar de iluminación cuántica. Entre las muchas patentes, la más representativa es la patente del sistema de radar cuántico basado en la teoría del entrelazamiento cuántico aplicada por Lockheed Martin en 2005. La información sobre patentes muestra que la última solicitud de patente de radar cuántico en los Estados Unidos fue en enero de 2016.
En cuanto al desarrollo de prototipos, en 2013, la Universidad de Rochester en Estados Unidos y la Universidad de York en Reino Unido desarrollaron sucesivamente prototipos de radar cuántico. El primero es un radar cuántico resistente a las interferencias que puede detectar fácilmente aviones furtivos casi sin interferencias. En 2015, investigadores británicos desarrollaron un convertidor de doble cavidad para microondas y ondas de luz que puede utilizarse en radares cuánticos.
El radar cuántico tiene una súper sensibilidad. El radar cuántico utiliza entrelazamiento cuántico para aumentar la sensibilidad, lo que le permite identificar pequeñas señales en medio de un alto ruido de fondo. En comparación con el sistema clásico de detección de ondas remotas, el radar de irradiación cuántica que utiliza ondas electromagnéticas cuánticas entrelazadas para detectar objetivos puede mejorar significativamente la relación señal-ruido del eco en el receptor del radar y puede mejorar de manera integral la detección de objetivos por parte del radar.
Es más probable que la futura banda de frecuencia de trabajo del radar cuántico sea la banda de frecuencia de microondas, como la banda X, heredando así muchas ventajas de las microondas. Por ejemplo, los fotones de microondas pueden atravesar las nubes y la niebla. Y tiene la capacidad de trabajar en todo tipo de clima y en todo tipo de clima.
Además, el radar cuántico utiliza tecnología de metrología cuántica, que mejora enormemente la resolución del alcance del radar, la medición de ángulos y las imágenes. En comparación con el radar tradicional, el radar cuántico tiene las ventajas de un bajo consumo de energía, una fuerte antiinterferencia, un largo alcance de detección, alta resolución y fácil obtención de imágenes.
En el campo de la guerra electrónica, el radar cuántico puede considerarse una tecnología revolucionaria. Debido a que las ondas superluminales tienen capacidades de penetración y antiinterferencias más fuertes, el radar cuántico puede detectar objetos voladores invisibles hacia arriba, buques de guerra invisibles en la superficie y submarinos submarinos. La teoría del radar cuántico tiene un alcance de detección muy largo y puede utilizarse para la defensa planetaria y la exploración espacial.
Por ejemplo, el radar cuántico puede detectar objetivos furtivos, dejando a los aviones y barcos furtivos sin ningún lugar donde esconderse. La detección cuántica utiliza las propiedades del entrelazamiento y la superposición cuántica para medir o visualizar objetos. En la guerra electrónica, el radar cuántico puede ser inmune a los falsos reflejos de aviones y barcos furtivos. De acuerdo con los cambios de fotones del objetivo detectado, el sistema de procesamiento de señales restaura la imagen del objetivo detectado, determina la ubicación y el estado del objetivo sigiloso y logra una prevención y control integrales y ataques precisos. Además, la forma de transmisión oculta del haz cuántico utilizada por el radar cuántico no tiene nada que ver con el medio de propagación y puede detectar libremente objetivos en submarinos de aguas profundas. Los haces cuánticos de radar cuántico tienen fuertes propiedades de entrelazamiento y, por lo tanto, son altamente resistentes a las interferencias. Debido a que no se verá afectado por la radiación nuclear, es adecuado para entornos de guerra nuclear. En caso de una guerra nuclear, si el cuartel general utiliza un sistema de detección de radar cuántico, el rendimiento superior de su sistema de detección cuántica basado en entrelazamiento cuántico no se verá dañado por la interferencia de las bombas atómicas, y normalmente puede recibir y lanzar objetivos de seguimiento. mejorando enormemente la iniciativa del comando sexual en el campo de batalla.